Конспект урока «Измерения количества информации алфавитным подходом» по информатике для 10 класса

Учитель информатики МКОУ "Средняя общеобразовательная школа № 3№: Сычева Галина Александровна

10 класс

Тема урока: Измерения количества информации алфавитным подходом.

Тип урока : обобщающий

Цель урока:

Образовательные:

• Закрепление понятия алфавита; мощности (размера) алфавита, формул для нахождения объема информации;

• Закрепление умения решать задачи алфавитным подходом.

Развивающие:

• развитие логического мышления учащихся, умения сопоставлять, анализировать, делать выводы.

Воспитательные:

• Воспитывать аккуратность, внимательность, формирование познавательного интереса к предмету

Оборудование: компьютер, презентация, проектор, экран, карточки с заданиями, оценочный лист

Ход урока:

1. Организационный момент Приветствие, проверка присутствующих.

Перед вами таблица, в которой вы будете выставлять баллы за выполненные задания, а в конце урока мы посмотрим, кто из вас наберет большее количество баллов.

2.Актуализация знаний

Карточка 1

Задание. Прочитайте. Угадайте правило шифровки и расшифруйте тему урока

иазтмтеартеантиаеа ктоалтиачтеастттвтаа иантфтоартмтаацтиаиа аалтфтаавтиаттнтыамт птоадтхтоадтоамт

Ответ: Измерение количества информации алфавитным подходом

ИТОГ: з. - 1 б,

Алфавитный подход.(справка)

Способ не связывающий количество информации с содержанием сообщения называется алфавитным подходом.

При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания информации, рассматривают информационное сообщение как последовательность знаковой системы.

При алфавитном подходе к измерению информации количество информации зависит не от содержания, а от размера текста и мощности алфавита.

При использовании двоичной системы (алфавит состоит из двух знаков: 0 и 1) каждый двоичный знак несет 1 бит информации. Интересно, что сама единица измерения информации «бит» получила свое название от английского сочетания «binary digit» - «двоичная цифра».

Алфавит  -  множество  символов, используемых при записи текста.

Полное количество символов алфавита принято называть мощностью алфавита.

Мощность (размер) алфавита -полное  количество   символов   в  алфавите.  

Будем обозначать эту величину буквой N.

Такой алфавит называется двоичным. Предположим, что используемый алфавит состоит из одного символа, 1. Интуитивно понятно, что сообщить что-либо с помощью единственного символа невозможно. Но это же доказывается с точки зрения алфавитного подхода. Информационный вес символа в таком алфавите находится из уравнения: 2ⁱ = 1. Но поскольку 1 = 2⁰ , то отсюда следует, что b = 0 битов

В общем виде это записывается следующим образом:

N = 2ⁱ

Разрядность двоичного кода –это и есть информационный вес символа.

Информационный вес каждого символа, выраженный в битах (i), и мощность алфавита (N) связаны между собой формулой:

N = 2ⁱ

Количество информации во всем тексте (I), состоящем из К символов, равно произведению информационного веса символа на К:

I = i * k

Эту величину можно назвать информационным объемом текста. Такой подход к измерению информации называют еще объемным подходом.

Разминка

№ 1. Расположите единицы измерения в порядке возрастания.

0,1 Мб (104 857,6 байт)

41 943 012 байт

18 Кб (18 432 байт)

0,01 Гб (10 737 418,24 байт)

Ответ: 18 Кб 0,1 Мб 0,01 Гб 41 943 012 байт

№ 2. Оцените информационный объем фразы:

Лес, словно терем расписной, …

представленной в шестнадцатибитной кодировке Unicode

1) 32 байт

2) 64 байт

3) 70 байт

4) 256 бит

Решение: 32 символа * 2 байта = 64 байта

Ответ: б)

№ 3. В текстовом редакторе включена кодировка текста Unicode (2 байта на один символ). Девочка набрала несколько слов. Сколько символов набрано в редакторе, если общий объем информации, набранный девочкой составил 304 бит?

1) 152

2) 19

3) 38

4) 304

Решение:

2 байта = 16 бит

304 бит : 16 бит = 19 символов.

Ответ: 2)

ИТОГ: 1 з. - 1 б, 2з. - 2б. 3з - 3 б.

3. Работа по теме урока. (решение задач для проверки представлено на слайдах)

Карточка 2

Задание. Прочитайте задачи, выберите одну из них и решите ее:

№ 1. ("3") В книге содержится 24 страницы, в каждой из которой 32 строки, каждая строка состоит из 64 символов, включая пробелы и знаки препинания. Книга хранится на диске в виде текстового файла, закодированного восьмибитным кодом ASCII. Каков информационный объем данного файла в килобайтах?

Решение:

№ 2. ("5") Метеорологическая станция ведет наблюдение за температурой воздуха. Результатом каждого измерения температуры является целое число в диапазоне от -30 до 30 включительно, записываемое при помощи минимально возможного количества бит, одинакового для каждого значения температуры. За сутки станция делает 10 измерений. Каков информационный объем суточных измерений станции в битах?

Решение:

№ 3. ("4") Два текста содержат одинаковое количество символов. Первый текст составлен в алфавите мощностью 16 символов. Второй текст в алфавите мощностью 256 символов. Во сколько раз количество информации во втором тексте больше, чем в первом?

Решение:

Проверка

- Кто решил задачу № 1? 2? 3? (проверяем решение)

ИТОГ: 1 з. - 3 б, 2з. - 5б. 3з - 4 б.

Карточка 3. (Работа в парах)

Задание. Прочитайте задачу, решите ее: (4 б)

В некоторой стране автомобильный номер состоит из 7 символов. В качестве символов используют 18 различных букв и десятичные цифры в любом порядке. Каждый такой номер в компьютерной программе записывается минимально возможным и одинаковым целым количеством байтов, при этом используют посимвольное кодирование и все символы кодируются одинаковым и минимально возможным количеством битов. Определите объем памяти, отводимый этой программой для записи 60 номеров.

Решение:

4. Самостоятельная работа

Карточка 4-1

Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку КОИ-8. При этом информационное сообщение уменьшилось на 720 бит. Какова длина сообщения в символах?

Решение:

I = I ∙ k

16 ∙ k - 8 ∙ k = 720

8k = 720

k = 90

90 символов длина

сообщения

Ответ: 90 символов.

Карточка 4-2

Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения из 16-битной кодировки Unicode в 8-битную кодировку КОИ-8. При этом информационный объем сообщения уменьшился на 16 байтов. Сколько бит было в первоначальном сообщении?

Решение:

I = I ∙ k

16 ∙ k - 8 ∙ k = 16 ∙ 8

8k = 16 ∙ 8

k = 16

16 символов в сообщении.

I = 16 ∙ 16 = 256 (бит было в первоначальном сообщении)

Ответ: 256 бит.

Проверка

Учащиеся друг у друга проверяют задачи, затем сверяются с доской и выставляют баллы.

2 балла за задачу + 1 балл за проверку

5. Итог урока. Домашнее задание.

16 - 14 баллов - "5"

13 - 11 баллов - "4"

10 - 8 баллов - "3"

> 7 баллов - "2"

Оценочные листы сдают

Домашнее задание.

Учащимся предлагается 3 карточки с заданиями по выбору: Отметить, кто взял какую карточку.

на "3"

Карточка 1

1. Переведите в килобайты:

7000 байт;

400 Мбайт;

300 Гбайт

2. Считая, что каждый символ кодируется 1 байтом, оцените информационный объем следующего предложения из пушкинского четверостишия:

Певец-Давид был ростом мал, Но повалил же Голиафа!

на "4"

Карточка 2

1. Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц; на каждой странице – 40 строк, в каждой строке – 60 символов. Каков объем информации в книге (в байтах, Кб, Мб)?

2. Для передачи секретного сообщения из 25 символов использовался код, состоящий из 12 букв. Все буквы кодируются одним и тем же (минимально возможным) количеством бит. Чему равен информационный объем такого сообщения?

на "5"

Карточка 3

1. В велокроссе участвуют 119 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение промежуточного финиша каждым из участников, записывая его номер с использованием минимально возможного количества бит, одинакового для каждого спортсмена. Каков информационный объем сообщения, записанного устройством после того, как промежуточный финиш прошли 70 велосипедистов?

2. Метеорологическая станция ведет наблюдение за направлением ветра. Фиксируются следующие направления ветра: северный, южный, восточный, западный, северо-восточный, северо-западный, юго-восточный, юго-западный. Каждое направление кодируется при помощи минимально возможного количества бит, одинакового для каждого направления. За сутки станция делает 40 измерений. Каков информационный объем суточных измерений станции в байтах?

Литература

1. Л.М. Дергачева "Решение типовых экзаменационных задач по информатике", БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012

2. Под редакцией Ф.Ф. Лысенко, Л.Н. Евич "Информатика и ИКТ", ООО "Легион-М", 2010

3. http://kpolyakov.spb.ru

4. www/ fipi.ru